Modelamiento de la temperatura del fluido de perforación y su impacto en las propiedades reológicas utilizando la técnica de CFD

El presente trabajo de investigación analiza la influencia de la temperatura en las propiedades reológicas del fluido de perforación a partir del uso de técnicas de CFD. Este análisis surge debido a la necesidad de buscar soluciones que permitan reducir los costos relacionados a los tiempos no produ...

Full description

Autores:
Bocanegra Jiménez, Jesús David
Chiquillo Montoya, Cristian David
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
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Palabra clave:
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description El presente trabajo de investigación analiza la influencia de la temperatura en las propiedades reológicas del fluido de perforación a partir del uso de técnicas de CFD. Este análisis surge debido a la necesidad de buscar soluciones que permitan reducir los costos relacionados a los tiempos no productivos (NPT). En primer lugar, se realizó una revisión bibliográfica, destacando las técnicas, modelos y correlaciones utilizadas recientemente para la comprensión del efecto de la temperatura en las propiedades reológicas de los fluidos de perforación. Seguidamente, se pone de manifiesto el desarrollo, la validación y aplicación de una metodología basada en técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD) para determinar el perfil de temperatura del fluido de perforación aplicado a yacimientos de petróleo, gas y geotérmicos. Además, se analiza el comportamiento de la viscosidad del fluido a temperaturas elevadas utilizando el modelo desarrollado en esta investigación. En este contexto, se observó una disminución significativa de la viscosidad a medida que la temperatura del fluido aumentaba, permitiendo analizar un amplio rango de temperaturas y fluidos que resultan complejos de estudiar con equipos de laboratorio convencionales. Finalmente, se concluye que la metodología y el modelo propuestos brindan las herramientas necesarias para una evaluación en tiempo real del comportamiento del fluido en condiciones operativas críticas. Esto no solo conlleva a la mitigación y prevención de costos asociados a los NPT, sino que también facilita la toma de decisiones apropiadas e inmediatas para garantizar la seguridad y sostenibilidad de las operaciones.
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Este análisis surge debido a la necesidad de buscar soluciones que permitan reducir los costos relacionados a los tiempos no productivos (NPT). En primer lugar, se realizó una revisión bibliográfica, destacando las técnicas, modelos y correlaciones utilizadas recientemente para la comprensión del efecto de la temperatura en las propiedades reológicas de los fluidos de perforación. Seguidamente, se pone de manifiesto el desarrollo, la validación y aplicación de una metodología basada en técnicas de dinámica de fluidos computacional (CFD) para determinar el perfil de temperatura del fluido de perforación aplicado a yacimientos de petróleo, gas y geotérmicos. Además, se analiza el comportamiento de la viscosidad del fluido a temperaturas elevadas utilizando el modelo desarrollado en esta investigación. En este contexto, se observó una disminución significativa de la viscosidad a medida que la temperatura del fluido aumentaba, permitiendo analizar un amplio rango de temperaturas y fluidos que resultan complejos de estudiar con equipos de laboratorio convencionales. Finalmente, se concluye que la metodología y el modelo propuestos brindan las herramientas necesarias para una evaluación en tiempo real del comportamiento del fluido en condiciones operativas críticas. Esto no solo conlleva a la mitigación y prevención de costos asociados a los NPT, sino que también facilita la toma de decisiones apropiadas e inmediatas para garantizar la seguridad y sostenibilidad de las operaciones.PregradoIngeniero de PetróleosThis research work analyzes the influence of temperature on the rheological properties of drilling fluid using CFD techniques. This analysis arises due to the need to find solutions to reduce costs related to non-productive time (NPT). First, a literature review was carried out, highlighting the techniques, models, and correlations recently used to understand the effect of temperature on the rheological properties of drilling fluids. Next, the development, validation, and application of a methodology based on computational fluid dynamics (CFD) techniques to determine the drilling fluid temperature profile applied to oil, gas, and geothermal reservoirs is highlighted. In addition, the behavior of fluid viscosity at elevated temperatures is analyzed using the model developed in this research. In this context, a significant decrease in viscosity was observed as the fluid temperature increased, allowing the analysis of a wide range of temperatures and fluids that are complex to study with conventional laboratory equipment. Finally, it is concluded that the proposed methodology and model provide the necessary tools for a real-time evaluation of fluid behavior under critical operating conditions. This not only leads to the mitigation and prevention of costs associated with NPT but also facilitates appropriate and immediate decision-making to ensure the safety and sustainability of operations.application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicoquímicasIngeniería de PetróleosEscuela de Ingeniería de PetróleosFluidos de perforaciónCFDViscosidadPropiedades ReológicasTemperaturaSimulaciónNPTDrilling fluidCFDViscosityRheological PropertiesTemperatureSimulationNPTModelamiento de la temperatura del fluido de perforación y su impacto en las propiedades reológicas utilizando la técnica de CFDModelling of drilling fluid temperature and its impact on rheological properties using the CFD techniqueTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf2807953https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/71a0b8f5-8ef6-4cff-a141-b17996526ff5/download53772c9762c0d070b862c24618a28856MD51Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf142396https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/6c70e894-e5dc-40ee-9437-4d36da1d4de7/download7e14ebc5954cbb78276350f41987e4b9MD52Carta de autorización.pdfCarta de autorización.pdfapplication/pdf156942https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/dcf7b65d-7514-4e84-beed-bc6aa6056ca7/download722032763a5a38c74acb7881b8ddf404MD53Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf203640https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/eed4528f-c928-47f4-a2be-af3b46fa57a8/download4f89ce1efd61198371bb8fa8bda4902cMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/bd40f97b-4ea4-4429-891c-eb17200ff173/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5520.500.14071/15167oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/151672024-04-24 09:22:26.682http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.coRWwgc3VzY3JpdG8gQVVUT1Ig4oCTIEVTVFVESUFOVEUsIGlkZW50aWZpY2FkbyBjb21vIGFwYXJlY2UgYWwgcGllIGRlIG1pIGZpcm1hLCBhY3R1YW5kbyBlbiBub21icmUgcHJvcGlvLCB5IGVuIG1pIGNhbGlkYWQgZGUgYXV0b3IgZGVsIHRyYWJham8gZGUgZ3JhZG8sIGRlbCB0cmFiYWpvIGRlIGludmVzdGlnYWNpw7NuLCBvIGRlIGxhIHRlc2lzIGRlbm9taW5hZGEgY29tbyBzZSBlc3BlY2lmaWNhIGVuIGVsIGNhbXBvIOKAmFTDrXR1bG/igJksIHBvciBtZWRpbyBkZWwgcHJlc2VudGUgZG9jdW1lbnRvIGF1dG9yaXpvIGEgbGEgVU5JVkVSU0lEQUQgSU5EVVNUUklBTCBERSBTQU5UQU5ERVIsIHBhcmEgcXVlIGVuIGxvcyB0w6lybWlub3MgZXN0YWJsZWNpZG9zIGVuIGxhIExleSAyMyBkZSAxOTgyLCBsYSBMZXkgNDQgZGUgMTk5MywgZWwgRGVjcmV0byA0NjAgZGUgMTk5NSwgbGEgRGVjaXNpw7NuIEFuZGluYSAzNTEgZGUgMTk5MywgeSBkZW3DoXMgbm9ybWFzIGdlbmVyYWxlcyBzb2JyZSBkZXJlY2hvcyBkZSBhdXRvciwgcmVhbGljZSBsYSByZXByb2R1Y2Npw7NuLCBjb211bmljYWNpw7NuIHDDumJsaWNhLCBlZGljacOzbiwgZGlzdHJpYnVjacOzbiBiYWpvIGxhIG1vZGFsaWRhZCBkZSBhbHF1aWxlciwgcHLDqXN0YW1vIHDDumJsaWNvIG8gaW1wb3J0YWNpw7NuIGVuIGZvcm1hdG8gaW1wcmVzbyB5IGRpZ2l0YWwsIGxhIHRyYW5zZm9ybWFjacOzbiwgbGEgcHVibGljYWNpw7NuIGNvbW8gb2JyYSBsaXRlcmFyaWEsIGxpYnJvIGVsZWN0csOzbmljbyAoZS1Cb29rKSBvIHJldmlzdGEgZWxlY3Ryw7NuaWNhLCBpbmNsdXllbmRvIGxhIHBvc2liaWxpZGFkIGRlIGRpc3RyaWJ1aXJsYSBwb3IgbWVkaW9zIHRyYWRpY2lvbmFsZXMgbyBwb3IgSW50ZXJuZXQgYSBjdWFscXVpZXIgdMOtdHVsbyAgcG9yIGxhIFVuaXZlcnNpZGFkIHkgY29uIHF1aWVuIHRlbmdhIGNvbnZlbmlvIHBhcmEgZWxsbywgaW5jbHV5ZW5kbyBsYSBwb3NpYmlsaWRhZCBkZSBoYWNlciBhZGFwdGFjaW9uZXMsIGFjdHVhbGl6YWNpb25lcyB5IHRyYWR1Y2Npb25lcyBlbiB0b2RvcyBsb3MgaWRpb21hczsgbGEgaW5jb3Jwb3JhY2nDs24gYSB1bmEgY29sZWNjacOzbiBvIGNvbXBpbGFjacOzbiwgbGEgdHJhZHVjY2nDs24sIGZpamFjacOzbiBlbiBmb25vZ3JhbWEsIHB1ZXN0YSBhIGRpc3Bvc2ljacOzbiBlbiBmb3JtYXRvIGFuw6Fsb2dvLCBkaWdpdGFsLCBhdWRpb3Zpc3VhbCwgbWFnbsOpdGljbywgeSwgZW4gZ2VuZXJhbCwgbG9zIGZvcm1hdG9zIGVuICBxdWUgc2UgcHVlZGEgcmVwcm9kdWNpciB5IGNvbXVuaWNhciAgZGUgbWFuZXJhIHRvdGFsIHkgcGFyY2lhbCBtaSB0cmFiYWpvIGRlIGdyYWRvIG8gdGVzaXMuIAoKTGEgcHJlc2VudGUgYXV0b3JpemFjacOzbiBzZSBoYWNlIGV4dGVuc2l2YSBhIGxhcyBmYWN1bHRhZGVzIHkgZGVyZWNob3MgZGUgdXNvIHNvYnJlIGxhIG9icmEgZW4gZm9ybWF0byBvIHNvcG9ydGUgYW7DoWxvZ28sIGZvcm1hdG8gdmlydHVhbCwgZWxlY3Ryw7NuaWNvLCBkaWdpdGFsLCDDs3B0aWNvLCB1c28gZW4gcmVkLCBJbnRlcm5ldCwgZXh0cmFuZXQsIGludHJhbmV0LCBlbnRyZSBvdHJvcyBmb3JtYXRvcyB5IG1lZGlvcy4KCkVsIEFVVE9SIOKAkyBFU1RVRElBTlRFLCBtYW5pZmllc3RhIHF1ZSBsYSBvYnJhIG9iamV0byBkZSBsYSBwcmVzZW50ZSBhdXRvcml6YWNpw7NuIGVzIG9yaWdpbmFsIHkgbGEgcmVhbGl6w7Mgc2luIHZpb2xhciBvIHVzdXJwYXIgZGVyZWNob3MgZGUgYXV0b3IgZGUgdGVyY2Vyb3MsIHBvciBsbyB0YW50bywgbGEgb2JyYSBlcyBkZSBzdSBleGNsdXNpdmEgYXV0b3LDrWEgeSBkZXRlbnRhIGxhIHRpdHVsYXJpZGFkIHNvYnJlIGxhIG1pc21hLiAgCgpQYXJhIHRvZG9zIGxvcyBlZmVjdG9zIGxhIFVOSVZFUlNJREFEIElORFVTVFJJQUwgREUgU0FOVEFOREVSIGFjdMO6YSBjb21vIHVuIHRlcmNlcm8gZGUgYnVlbmEgZmU7IGVuIGNvbnNlY3VlbmNpYSwgZW4gY2FzbyBkZSBwcmVzZW50YXJzZSBjdWFscXVpZXIgcmVjbGFtYWNpw7NuIG8gYWNjacOzbiBwb3IgcGFydGUgZGUgdW4gdGVyY2VybyBlbiBjdWFudG8gYSBsb3MgZGVyZWNob3MgZGUgYXV0b3Igc29icmUgbGEgb2JyYSBlbiBjdWVzdGnDs24sIEVsIEFVVE9SIOKAkyBFU1RVRElBTlRFLCBhc3VtaXLDoSB0b2RhIGxhIHJlc3BvbnNhYmlsaWRhZCwgeSBzYWxkcsOhIGVuIGRlZmVuc2EgZGUgbG9zIGRlcmVjaG9zIGFxdcOtIGF1dG9yaXphZG9zLgo=